(54) Sposób nawilżania suchych produktów pylistych oraz głowica do nawilżania suchych

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (21) Numer zgłoszenia: (22) Data zgłoszenia: (51) IntCl6: B01J 2/00 B01J 2/30 (54) Sposób nawilżania suchych produktów pylistych oraz głowica do nawilżania suchych produktów pylistych Zgłoszenie ogłoszono: BUP 23/92 Uprawniony z patentu: Centralne Laboratorium Przemysłu Ziemniaczanego, Poznań, PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 06/95 (72) Twórcy wynalazku: Piotr Gzyl, Luboń, PL Grażyna Szymańska, Poznań, PL Marian Mączyński, Poznań, PL Jan Koronkiewicz, Niechlów, PL Włodzimierz Balcerek, Luboń, PL PL B1 (57) 1. Sposób nawilżania suchych produktów pylistych polegający n a obróbce nawilżonego m e d i u m przy p o m o c y substancji nawilżających, znamienny tym, że nawilżone m e d i u m w postaci mieszaniny powietrze-sproszkowany produkt rozpyla się na dostarczane w stosunku d o niego centralnie rozpylone m e d i u m nawilżające, a o ba media p o d a w a n e są przy nadciśnieniu przy c z y m stosunek powietrza d o sproszkowanego produktu w m e d i u m nawilża nym wynosi o d 8-10 do 3-5, a ilość d o p r o w a dzonego m e d i u m nawilżającego wynosi d m 3/h. 3. Głowica d o nawilżania suchych produktów pylistych zawierająca dysze rozpyłowe, znamienna tym, że składa się z d w ó c h koncentrycznie usytuowanych dysz, dyszy zewnętrznej (1) doprowadzającej mieszankę powietrze-produkt sproszkowany i dyszy wewnętrznej (2) doprowadzającej m e d i u m nawilżające, przy c z y m dysza zewnętrzna (1) m a zwężenie, którego stosunek średnicy d o średnicy wlotu i długości dyszy wynosi odpowiednio (0,8-1) do (2,5-3) do (12-14). Fig.1.

2 Sposób nawilżania suchych produktów pylistych oraz głowica do nawilżania suchych produktów pylistych Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób nawilżania suchych produktów pylistych polegający na obróbce nawilżonego medium przy pomocy substancji nawilżających, znamienny tym, że nawilżone medium w postaci mieszaniny powietrze-sproszkowany produkt rozpyla się na dostarczane w stosunku do niego centralnie rozpylone medium nawilżające, a oba media podawane są przy nadciśnieniu przy czym stosunek powietrza do sproszkowanego produktu w medium nawilżanym wynosi od 8-10 do 3-5, a ilość doprowadzonego medium nawilżającego wynosi dm3/h. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ciśnienie medium nawilżającego wynosi 1-4 MPa. 3. Głowica do nawilżania suchych produktów pylistych zawierająca dysze rozpyłowe, znamienna tym, że składa się z dwóch koncentrycznie usytuowanych dysz, dyszy zewnętrznej (1) doprowadzającej mieszankę powietrze-produkt sproszkowany i dyszy wewnętrznej (2) doprow a- dzającej medium nawilżające, przy czym dysza zewnętrzna (1) ma zwężenie, którego stosunek średnicy do średnicy wlotu i długości dyszy wynosi odpowiednio (0,8-1) do (2,5-3) do (12-1 4). * * * Przedmiotem wynalazku jest sposób nawilżania suchych produktów pylistych i głowica do nawilżania produktów pylistych, zwłaszcza skrobiowych preparatów podatnych na samorzutne niekontrolowane chłonięcie wody. Produkty pyliste, podatne na chłonięcie wody z otoczenia, poddaje się kontrolowanemu procesowi nawilżania lub granulowania do wilgotności równowagi, to jest do takiej, powyżej której produkt nie wykazuje tendencji do chłonięcia wody w określonych warunkach temperatury i wilgotności względnej otoczenia. W zależności od sposobu prow adzenia procesu i doboru urządzeń, m ożna otrzymywać nawilżone produkty o żądanej strukturze (pyliste, granulaty, aglomeraty). Znane i powszechnie stosowane jest nawilżanie produktów pylistych za pomocą mgły wodnej lub przesyconej pary wodnej. Procesy te zachodzące w urządzeniach o dużych objętościach, charakteryzują się długim czasem przebiegu oraz pracą okresową. Nawilżanie natom iast preparatów skrobiowych zachodzi w różnego typu urządzeniach nawilżających. Są to nawilżacze szachtowe, systemu Sprockhoffa lub nawilżacze skrzyniowe. Nawilżacz systemu Sprockhoffa stanowi stalowy poziomy cylinder o długości 4 m i średnicy wewnętrznej 0,75 m. Powierzchnia walcowa cylindra ma płaszcz, wewnątrz którego przepływa woda chłodząca. Wewnątrz cylindra umieszczone jest mieszadło, wyposażone w silne stalowe łapy umocowane na wale, które obraca się z prędkością 130obr./m in. W urządzeniu tym suchą dekstrynę, w ilości około 500 kg nawilża się około 3 godzin. Nawilżanie odbywa się mieszanką para-powietrze o temperaturze C na wlocie. Przeoczenie optimum nawilżania lub zbyt intensywne nawilżanie prowadzi do skleikowania całej masy produktu. Prowadzenie nawilżania preparatów skrobiowych w nawilżaczach skrzyniowych z rozpyłem wody odbywa się w skrzyniach drewnianych o prostokątnym przekroju poziomym o wymiarach 2 X 3 X 9,4. Nawilżany produkt podawany jest od góry na szybko obracający się talerzowy rozrzutnik. Opadający p rodukt otrzymuje z 8 dysz bezpośredni natrysk rozpylonej zimnej wody. Nawilżanie partii produktu w ilości ton w jednej komorze nawilżającej trwa godzin. Ponadto znane są różne inne sposoby i urządzenia do nawilżania sproszkowanych produktów i tak: - nawilżanie w złożach fontannowych (wg opisu patentowego R P nr ),

3 nawilżanie m ateriału na obrotowych tarczach zwilżanych natryskiem cieczy z dysz umieszczonych nad każdą tarczą (wg opisu zgłoszenia patentowego R P n r P ), - nawilżanie za pomocą dysz lub głowic rozpylających jeden rodzaj medium za pomocą strumienia gazu. Rozwiązania te dotyczą rozpylania medium wodnego, służącego między innymi do zwilżania substancji pylistych, poddaw anych granulacji, np: - według opisu patentowego R P nr układ zraszający składa się z dwóch dysz umieszczonych jedna za drugą, w wyniku czego uzyskuje się lepsze rozdrobnienie medium wodnego, - według opisu patentowego R P nr i opisów wzorów użytkowych R P nr nr i rozwiązania do nawilżania opierają się na współosiowym usytuowaniu dwóch dysz - zewnętrznej - doprowadzającej powietrze i wewnętrznej - doprowadzającej ciecz. Efektem działania takiego układu jest rozpylanie cieczy za pomocą medium gazowego. Rozwiązanie to jest wykorzystywane przeważnie do nanoszenia różnego rodzaju powłok, - łączenie materiałów pylistych lub włóknistych transportowanych sprężonym powietrzem z płynnym środkiem zwilżającym lub wiążącym (wg opisu patentowego R P nr ). Materiał pylisty transportowany jest przewodem, na końcu którego osadzona jest dysza podająca lepiszcze. Dysza ta posiada przednią i tylną kom orę, przez które doprow adza się odpowiednio płyn i sprężone powietrze. Sprężone powietrze porywa i rozpyla płynny środek zwilżający, tworząc zeń otoczkę, dookoła strumienia materiału wylatującego z przewodu, miesza się z tym materiałem i nawilża go lub wiąże. Z szeregu znanych rozwiązań z literatury zagranicznej znane są rozwiązania dotyczące nawilżania produktów pylistych polegające na zasadzie współosiowego, dyszowego doprowadzania czynnika nawilżanego i/lub nawilżającego (np. opisy patentowe EP nr i DE nr , i ). We wszystkich tego typu rozwiązaniach czynnik nawilżany doprowadza się centralnie (zwykle przewodem bez nadciśnienia), a czynnik nawilżający doprowadzany jest współosiowo tak, że jego strumień wychodząc z dyszy tworzy mgłę wokół strumienia cząstek nawilżanych. Sposób według wynalazku polega na tym, że nawilżane medium w postaci mieszaniny powietrze-sproszkowany produkt rozpyla się na dostarczone, w stosunku do niego, centralnie rozpylone medium nawilżające, a oba te media podawane są przy nadciśnieniu. S to su n e kpowietrza do sproszkowanego produktu w medium nawilżanym wynosi od 8-10 do 3-5, a ilość doprowadzonego medium nawilżającego wynosi dm3/h. Ciśnienie medium nawilżającego wynosi 1-4 MPa. Głowica do nawilżania suchych produktów pylistych według wynalazku składa się z dwóch koncentrycznie usytuowanych dysz - dyszy zewnętrznej doprowadzającej mieszankę powietrzeprodukt sproszkowany i dyszy wewnętrznej doprowadzającej medium nawilżające. Dysza zewnętrzna ma zwężenie, którego stosunek średnicy do średnicy wlotu i długości dyszy wynosi odpowiednio (0,8-1) do (2,5-3) do (12-14). Jak się nieoczekiwanie okazało, w wyniku nawilżania suchych produktów pylistych, prow a- dzonego w głowicy do nawilżania według wynalazku otrzymuje się produkt o żądanej wilgotności i strukturze w postaci proszku lub granulatu. Stosowane param etry i warunki procesu nawilżania umożliwiają otrzymanie produktu o założonych właściwościach. Suche produkty sproszkowane nawilża się i granuluje przez jednoczesne rozpraszanie czynnika nawilżanego i nawilżającego za pomocą specjalnie skonstruowanej głowicy, stanowiącej specyficzny układ dysz. Produkty nawilżane dostarcza się transportem do dyszy rozpraszającej (zewnętrznej), wewnątrz której znajduje się dysza mgłowa (wewnętrzna) dostarczająca czynnik nawilżający. Zetknięcie czynnika nawilżanego z mgłą nawilżającą następuje w miejscu usytuowania dyszy mgłowej, gdzie prędkość mieszanki produktu sproszkowanego z powietrzem jest największa. Obniżanie ciśnienia tuż za zwężeniem dyszy powoduje ekspansję tej mieszanki, co zapobiega tworzeniu się zlepów, a występowanie silnych turbulencji w wyniku przecinania się strumieni mieszanki i czynnika nawilżającego powoduje korzystne uśrednienie rozkładu czynnika nawilżającego w produkcie. Jest to spowodowane odpowiednią geometrią dyszy zewnętrznej, gdzie stosunek średnicy zwężenia do średnicy wlotu i do długości dyszy wynosi (0,8-1) do (2,5-3) do (12-14).

4 Zadaniem dyszy wewnętrznej jest wytworzenie mgły nawilżającej o odpowiednim rozproszeniu w zależności od realizowanego procesu (nawilżanie lub granulowanie). M aksymalna koncentracja rozpylonego produktu przeznaczonego do nawilżania (granulowania), odpowiedni stosunek pow ietrza do surowca i ściśle określona oraz m aksym alnie rozdrobniona ilość czynnika zwilżającego powodują, że w głowicy według wynalazku zachodzi zbliżone do idealnych wymieszanie obydwu rozpylonych faz tak, by osiągnąć maksym alny kontakt powierzchni nawilżanej z czynnikiem nawilżającym. Stosowanie sposobu w głowicy według wynalazku umożliwia prowadzenie procesu nawilżania (granulowania) w sposób ciągły przy pełnej kontroli i regulacji procesu nawilżania (granulowania). Proces według wynalazku jest procesem stosunkowo prostym i tańszym w porównaniu z dotychczas znanymi i stosowanymi sposobami i urządzeniami do nawilżania produktów pylistych, a zwłaszcza preparatów skrobiowych stwarzających poważne trudności w obróbce technologicznej. Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia głowicę do nawilżania w przekroju, a fig. 2 - układ nawilżania - granulowania. Ja k uwidoczniono na rysunku, głowica składa się z dwóch koncentrycznie usytuowanych dysz - dyszy zewnętrznej 1 doprowadzającej mieszankę powietrze-produkt sproszkowany i dyszy wewnętrznej 2 doprowadzającej medium nawilżające. Nawilżony produkt opada do zbiornika 3 skąd odprowadzany jest na zewnątrz. Sposób nawilżania suchego produktu pylistego w głowicy według wynalazku przebiega następująco. Przykład I. Preparat skrobiowy - skrobię uretanową PMS o wilgotności 3,8% rozpuszczalną w zimnej wodzie dostarcza się transportem gęstostrumieniowym do dyszy zewnętrznej 1 głowicy do nawilżania z wydajnością 500 kg/h przy stosunku powietrza do produktu wynoszącym 8-3. Dyszą wewnętrzną 2 doprowadza się wodę przy nadciśnieniu wynoszącym 3 MPa, a przepływ doprowadzonej wody tą dyszą wynosi 43 dm3/h. Nawilżony produkt odbiera się z głowicy w sposób ciągły do zbiornika 3, na którym zainstalowana jest głowica. W wyniku przeprowadzonego nawilżania otrzymano produkt o wilgotności wynoszącej 9%. Przykład II. Preparat skrobiowy - skrobię uretanową PMS o wilgotności 3,8% transpotrem gęstostrumieniowym doprowadza się do dyszy zewnętrznej 1 głowicy do nawilżania. Przepływ preparatu nawilżanego wynosi 500 kg/h, a stosunek powietrza do produktu wynosi Dyszą wewnętrzną 2 doprowadza się wodę przy nadciśnieniu wynoszącym 1 MPa przy przepływie 43 dm3/h. Nawilżony produkt odbiera się z głowicy w sposób ciągły do zbiornika 3, na którym zainstalowana jest głowica. Otrzymany zgranulowany produkt ma wilgotność 10,7%.

5 Fig. 2

6 F i g. 1. Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 1,00 zł.